矿井通风系统能力核定报告.doc

2012年东笋矿二号井通风能力核定报告（2012年度）矿 井 名 称（公章）：矿井技术负责人（签字）：矿 长（签字）： 编 制 日 期：2012年10月5日27目录一、矿井通风概况1（一） 通风方式，通风方法，进、回风井筒数量及风量，矿井需要风量、实际风量、有效风量.1（二）采区巷道布置情况，采区主要进回风量及用风地点布置情况.1（三）矿井瓦斯等级，瓦斯和二氧化碳的绝对、相对涌出量.1（四）主扇型号，电机功率，叶片角度，运行参数，风量，风压，通风阻力，等积孔.1(五) 各主扇担负区域。主扇担负区域各层别、采区可采储量和可布置工作面数量情况.1(六) 矿井上年度实际产量，矿井设计能力.1二、矿井需风量计算.1（一）矿井风量计算原则.1(二)采煤工作面实际需要风量计算.2（三）采煤工作面实际需要风量具体计算.5（四）掘进工作面实际需要风量计算.8(五)硐室需要风量计算.11三、矿井通风能力计算.14四、矿井通风能力验证.16五、矿井通风能力确定.18六、问题与建议.19一、矿井通风概况（一）通风方式，通风方法，进、回风井筒数量及风量，矿井需要风量、实际风量、有效风量矿井通风系单一系统，采用中央并列抽出式全负压通风。矿井有三个井筒，即提升主井、皮带机井和副井，副井、皮带机井为进风，总进风量为3959m3/min；主井系回风，总回风量为4173m3/min；主扇实际排风量4343m3/min；矿井负压为3200 pa。矿井需要风量3672m3/min，实际进风量3959m3/min，矿井有效风量3444m3/min。（二）采区巷道布置情况，采区主要进回风量及用风地点布置情况矿井具有完整且独立的通风系统，采掘工作面均实现独立通风。目前采区布置有2202综采工作面、2406综采工作面、四煤三阶段皮带下山掘进面、2203回风巷掘进面、2407回风巷掘进面，2203进风巷掘进面同时生产，无备用工作面。井下所有用风地点为：2202综采工作面、2406综采工作面、四煤三阶段皮带下山掘进面、2203回风巷掘进面，2407回风巷掘进面，2203进风巷掘进面、中央变电所、井下绞车房、消防材料库、炸药库、采区变电所（17#）、综掘移变、中部水仓等。（三）矿井瓦斯等级，瓦斯和二氧化碳的绝对、相对涌出量矿井历年来瓦斯等级鉴定均为低瓦斯矿井，2012年度矿井瓦斯等级鉴定绝对瓦斯涌出量2.03m3/min，相对瓦斯涌出量为2.99m3/t，二氧化碳绝对涌出量为3.38m3/min，相对涌出量为4.98m3/t，为瓦斯矿井。（四）主扇型号，电机功率，叶片角度，运行参数，风量，风压，通风阻力，等积孔矿井主要通风机型号为fbcdz20/2200轴流式通风机，在用和备用各一台，风机转数为987r/min，配套电动机的型号为ybf40m2-6，功率为2200kw，主扇铭牌风量2760-6300m3/min，风机额定静压为1600-4500 pa，目前矿井负压为3200pa，等积孔为1.52m2。（五）各主扇担负区域。主扇担负区域各层别、采区可采储量和可布置工作面数量情况主扇担负矿井二、四煤采区的通风，采区可采储量150万吨，布置2个工作面和4个掘进面。（六）矿井上年度实际产量，矿井设计能力矿井上年度因采掘严重失调，实际产量只有16万吨，矿井技改设计能力30万吨。二、矿井需要风量计算（一）矿井风量计算原则根据矿井采掘作业计划，矿井正常生产时可布置2个采煤工作面，1个备用采煤工作面，4个掘进工作面。此外，井下有7个独立通风的硐室。本计算以此布置确定矿井的需风量。按照煤矿安全规程第103条和aq 1056-2008煤矿通风能力核定标准，结合该矿矿井实际情况，需风量按下列要求分别计算，并选取最大值：1.按采煤、掘进、硐室及其他地点实际需要风量的总和计算，各地点的实际需要风量，必须使该地点的风流中的瓦斯、二氧化碳、氢气和其他有害气体的浓度、风速以及温度、每人供风量符合煤矿安全规程的有关规定。2.矿井需要风量按各采掘工作面、硐室及其他用风巷道等用风地点分别进行计算，包括按规定配备的备用工作面需要风量，现有通风系统应保证各用风地点稳定可靠供风。 qra(qcfqhfqurqscqrl)kaq式中：qra矿井需要风量, m3/min；qcf采煤工作面实际需要风量，m3/min；qhf掘进工作面实际需要风量，m3/min；qur硐室实际需要风量，m3/min；qsc备用工作面实际需要风量，m3/min；qrl其他用风巷道实际需要风量，m3/min；kaq矿井通风需风系数(抽出式kaq取1.15-1.20,压入式kaq取1.25-1.30)。（二）采煤工作面实际需要风量的计算1、采煤工作面实际需要风量的计算依据（1）按气象条件计算 qcf=6070%vcfscfkchkcl 式中: vcf采煤工作面的风速，按采煤工作面进风流的温度从表中选取，m/s；scf采煤工作面的平均有效断面积，按最大和最小控顶有效断面的平均值计算，m2；kch采煤工作面采高调整系数，具体取值见表2；kcl采煤工作面长度调整系数，具体取值见表3；70%有效通风断面系数；60为单位换算产生的系数。 表1 采煤工作面进风流气温与对应风速采煤工作面进风流气温()采煤工作面风速（ms-1）201.020231.01.523261.51.8表2 kch采煤工作面采高调整系数采高(m)2.02.02.52.5及放顶煤面系数（kch）1.01.11.2 表3 kcl采煤工作面长度调整系数采煤工作面长度(m)长度风量调整系数（kcl）150.815800.80.9801201.01201501.11501801.21801.301.40（2）按照瓦斯涌出量计算qcf=100qcgkcg式中：qcg采煤工作面回风巷风流中平均绝对瓦斯涌出量，m3/min。抽放矿井的瓦斯涌出量，应扣除瓦斯抽放量进行计算；kcg采煤工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数,正常生产时连续观测1个月，日最大绝对瓦斯涌出量和月平均日绝对瓦斯涌出量的比值；100按采煤工作面回风流中瓦斯的浓度不应超过1的换算系数。（3）按照二氧化碳涌出量计算qcf=67qcckcc式中：qcc采煤工作面回风巷风流中平均绝对二氧化碳涌出量，m3/min；kcc采煤工作面二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数，正常生产时连续观测1个月，日最大绝对二氧化碳涌出量和月平均日绝对二氧化碳涌出量的比值；67按采煤工作面回风流中二氧化碳的浓度不应超过1.5的换算系数。（4）按炸药量计算、 一级煤矿许用炸药qcf25acf、 二、三级煤矿许用炸药qcf10acf式中：acf采煤工作面一次爆破所用的最大炸药量，kg；25每千克一级煤矿许用炸药需风量，m3/min；10每千克二、三级煤矿许用炸药需风量，m3/min。（5）按工作人员数量验算qcf4ncf式中：ncf采煤工作面同时工作的最多人数，人；4每人需风量，m3/min。（6）按风速进行验算、 验算最小风量qcf600.25scbscb=lcbhcf70%、 验算最大风量qcf604.0scs scs=lcshcf70%、 综合机械化采煤工作面，在采取煤层注水和采煤机喷雾降尘等措施后，验算最大风量qcf605.0scs 式中：scb采煤工作面最大控顶有效断面积，m2；lcb采煤工作面最大控顶距, m；hcf采煤工作面实际采高, m；scs采煤工作面最小控顶有效断面积，m2；lcs采煤工作面最小控顶距, m；0.25采煤工作面允许的最小风速，m/s；70%有效通风断面系数；4.0采煤工作面允许的最大风速，m/s；5.0采煤工作面允许的最大风速，m/s。2、备用工作面实际需要风量，应满足瓦斯、二氧化碳、气象条件等规定计算的风量，且最少不应低于采煤工作面实际需要风量的50%。3、布置有专用排瓦斯巷的采煤工作面实际需要风量计算。qcf=qcr+qcd qcr=100qgrkcgqcd=40qgdkcg 式中：qcr采煤工作面回风巷需要风量，m3/min；qcd采煤工作面专用排瓦斯巷需要风量，m3/min；qgr采煤工作面回风巷的排瓦斯量，m3/min；qgd采煤工作面专用排瓦斯巷的风排瓦斯量，m3/min；40专用排瓦斯巷回风流中的瓦斯浓度不应超过2.5%的换算系数。（三）采煤工作面实际需要风量具体计算1、2202工作面实际需要风量计算 面长参数采高参数温度与风速面长调整系数（kcl）采高调整系数（kch）进风温度风速（vcf）120m1.120m1.1261.8m/s最大控顶距（lcb）最小控顶距（lcs）ch4涌出量（qcg）ch4系数（kcg）co2涌出量（qcc）co2系数（kcc）4.2m3.6m0.76m3/min1.250.95m3/min1.2工作人数（ncf）炸药消耗量（acf）炸药类别采煤工艺备注22/综采 (1）按气象条件计算qcf=6070%vcfscfkchkcl=6070%1.85.461.11.1=499 m3/min；式中， scf=（4.22.0+3.62.0）270% = 5.46 m2（2）按照瓦斯涌出量计算qcf=100qcgkcg =1000.761.25=95m3/min（3）按照二氧化碳涌出量计算qcf=67qcckcc =670.951.2=76m3/min（4）按炸药量计算qcf10acf1000m3/min（5）按工作人员数量验算选取上述计算最大值qcf4ncf 499422=88m3/min即每个工作人员供风量满足要求。（6）按风速进行验算选取上述计算最大值 验算最小风量：qcf600.25scb499600.25（4.22.070%）=88m3/min 验算最大风量：qcf604.0scs499604.0（3.62.070%）=1210m3/min 综合机械化采煤工作面，在采取煤层注水和采煤机喷雾降尘等措施后，验算最大风量qcf605.0scs 499605.0scs605.0 3.62.070% 1512m3/min即风速符合要求。根据以上计算，2202采煤工作面需风量确定为499m3/min。2、2406工作面实际需要风量计算面长参数采高参数温度与风速面长调整系数（kcl）采高调整系数（kch）进风温度风速（vcf）120m1.11.4m1.0261.8m/s最大控顶距（lcb）最小控顶距（lcs）ch4涌出量（qcg）ch4系数（kcg）co2涌出量（qcc）co2系数（kcc）4.2 m3.6 m0.81m3/min1.251.01m3/min1.2工作人数（ncf）炸药消耗量（acf）炸药类别采煤工艺备注22/综采(1）按气象条件计算qcf=6070%vcfscfkchkcl=6070%1.83.831.01.1=319 m3/min；式中， scf=（4.21.4+3.61.4）270% = 3.83 m2（2）按照瓦斯涌出量计算qcf=100qcgkcg =1000.811.25=101m3/min（3）按照二氧化碳涌出量计算qcf=67qcckcc =671.011.2=81m3/min（4）按炸药量计算qcf10acf1000m3/min（5）按工作人员数量验算选取上述计算最大值qcf4ncf 319422=88m3/min即每个工作人员供风量满足要求。（6）按风速进行验算选取上述计算最大值 验算最小风量：qcf600.25scb319600.25（4.21.470%）=61.7m3/min 验算最大风量：qcf604.0scs366604.0（3.61.470%）=846.7m3/min 综合机械化采煤工作面，在采取煤层注水和采煤机喷雾降尘等措施后，验算最大风量qcf605.0scs 319605.0scs605.0 3.61.470% 1234.8m3/min即风速符合要求。根据以上计算，2406采煤工作面需风量确定为319m3/min。3、备用采面风量计算备用采面风量为采煤工作面最大需风量的50%，则有：qsc=q2201采面2=4992=250 m3/min经以上计算，矿井采煤工作面总的需要风量为：qcf= q2202采面+ q2406采面+ qsc=499+319+250=1068 m3/min（四）掘进工作面实际需要风量的计算每个掘进工作面实际需要风量，应按瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、人员、爆破后的有害气体产生量以及局部通风机的实际吸风量等规定分别进行计算，然后取其中最大值。1、按照瓦斯涌出量计算 qhf=100qhgkhg 式中：qhg掘进工作面回风流中平均绝对瓦斯涌出量，m3/min，抽放矿井的瓦斯涌出量，应扣除瓦斯抽放量进行计算；khg掘进工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数,正常生产条件下，连续观测1个月，日最大绝对瓦斯涌出量与月平均日绝对瓦斯涌出量的比值；100按掘进工作面回风流中瓦斯的浓度不应超过1的换算系数。因此该矿掘进工作面的需要风量分别为：q四煤三阶段皮带下山掘进面100qhgkhg 1000.15（0.200.15）20m3/minq2407回风巷掘进面100qhgkhg 1000.15（0.200.15）20m3/minq2203回风巷掘进面100qhgkhg 1000.15（0.200.15）20m3/minq2203进风巷掘进面100qhgkhg 1000.15（0.200.15）20m3/min2、按照二氧化碳涌出量计算 qhf=67qhckhc 式中：qhc掘进工作面回风流中平均绝对二氧化碳涌出量，m3/min； khc掘进工作面二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数，正常生产条件下，连续观测1个月，日最大绝对二氧化碳涌出量与月平均日绝对二氧化碳涌出量的比值；67按掘进工作面回风流中二氧化碳的浓度不应超过1.5的换算系数。因此该矿掘进工作面的需要风量分别为：q四煤三阶段皮带下山掘进面67qhckhc670.15（0.200.15）13m3/minq2407回风巷掘进面67qhckhc670.15（0.200.15）13 m3/minq2203回风巷掘进面67qhckhc670.15（0.200.15）13m3/minq2203进风巷掘进面67qhckhc670.15（0.200.15）13 m3/min3、按炸药量计算我矿四个掘进面均为综掘机掘进，无炸药量计算。4、按局部通风机实际吸风量计算a) 无瓦斯涌出的岩巷 qhf=qafi +600.15shd b) 有瓦斯涌出的岩巷，半煤岩巷和煤巷qhf=qafi +600.25shd 式中：qaf局部通风机实际吸风量，m3/min；i 掘进工作面同时通风的局部通风机台数；0.15无瓦斯涌出岩巷的允许最低风速；0.25有瓦斯涌出的岩巷，半煤岩巷和煤巷允许的最低风速；shd局部通风机安装地点到回风口间的巷道最大断面积，m2。我矿四个掘进面均为半煤岩巷，均使用211kw的局扇，经实测qaf = 260 m3/min，因此该矿掘进工作面需要风量分别为：q四煤三阶段皮带下山掘进面qafi +600.25shd 2601+600.2510.8422m3/minq2203回风巷掘进面qafi +600.25shd 2601+600.2510.8422m3/minq2407回风巷掘进面qafi +600.25shd 2601+600.2510.8422m3/minq2406进风巷掘进面qafi +600.25shd 2601+600.2510.8422m3/min通过以上按瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、爆破后的有害气体产生量以及局部通风机的实际吸风量等规定分别进行计算比较后确定：q四煤三阶段皮带下山掘进面422m3/minq2203回风巷掘进面 422m3/minq2407回风巷掘进面 422m3/minq2203进风巷掘进面 422m3/min5、按工作人员数量验算 qaf4nhf 式中：nhf掘进工作面同时工作的最多人数，10人。q四煤三阶段皮带下山掘进面2604nhf 41040 m3/minq2203回风巷掘进面2604nhf 41040 m3/minq2407回风巷掘进面2604nhf 41040 m3/minq2203进风巷掘进面2604nhf 41040 m3/min6、按风速进行验算 a) 验算最小风量按无瓦斯涌出的岩巷： qaf600.15shf 按有瓦斯涌出的岩巷，半煤岩巷和煤巷 qaf600.25shf 东笋矿现掘进面为半煤岩巷，则有：q四煤三阶段皮带下山掘进面260600.25shf600.25 10.8=162 m3/minq2203回风巷掘进面260600.25shf600.2510.8162 m3/minq2407回风巷掘进面260600.25shf600.2510.8162 m3/minq2203进风巷掘进面260600.25shf600.2510.8162 m3/minb ) 验算最大风量qaf604.0shf 式中：shf掘进工作面巷道的净断面积，10.8m2。q四煤三阶段皮带下山掘进面260604.0shf=604.010.8=2592 m3/minq2203回风巷掘进面260604.0shf604.010.82592 m3/minq2407回风巷掘进面260604.0shf604.010.82592 m3/minq2203进风巷掘进面260604.0shf604.010.82592 m3/min通过以上验算匀符合规定要求，因此该矿掘进工作面总需要风量为：qhfq四煤三阶段皮带下山掘进面+ q2203回风巷掘进面+ q2407回风巷掘进面+ q2203进风巷掘进面 422+422+422+4221688m3/min(五) 硐室需要风量计算1、爆破材料库需要风量计算：qem4v/600.07v0.0741029 m3/min式中：qem井下爆炸材料库需要风量，m3/min；v 井下爆炸材料库的体积，东笋矿井下炸药库的体积为3810.8410 m34井下爆炸材料库内空气每小时更换次数。但大型爆破材料库不应小于100 m3/min，中、小型爆破材料库不应小于60 m3/min。因此，我矿井下炸药库需要风量为qem=60 m3/min。2、充电硐室需要风量计算：该矿井下无充电硐室。3、机电硐室需要风量计算：发热量大的机电硐室为中央变电所,应按照硐室中运行的机电设备发量进行计算 = =77 m3/min式中：机电硐室的需要风量，m3/min；机电硐室中运转的电动机（或变压器）总功率取305kw；机电硐室发热系数，参照表4，取=0.02； 空气密度，一般取=1.20kg/m3； 空气的定压比热，一般可取=1.0006kj/(kgk)； 机电硐室的进、回风流的温度差取4k。表4机电硐室发热系数（）表机电硐室名称发热系数空气压缩机房0.200.23水泵房0.010.03变电所、绞车房0.020.04机电硐室需要风量应根据不同硐室内设备的降温要求进行配风；采区小型机电硐室，按经验值确定需要风量或取6080m3/min；选取硐室风量，应保证机电硐室温度不超过30，其他硐室温度不超过26。本矿采区小型机电硐室，按经验值确定需风量：井下绞车房、17#采区变电所、综掘移变各需要风量为60 m3/min，消防库需要风量为60 m3/min，中部水仓需要风量为60 m3/min，因此该矿井下硐室总需要风量为：qurq炸药库+q中央变电所+q井下绞车房+q17#变电所+q综掘移变+q消防库+q中部水仓60+77+60+60+60+60+60437 m3/min4、无其他巷道。5、矿用防爆柴油机车需要风量的验算:qdl=5.44ndlpdlkdl = 5.441281.0 =153 m3/min3742 m3/min式中：qdl该地点矿用防爆柴油机车尾气排放稀释需要的风量，m3/min；ndl该地点地点矿用防爆柴油机车的台数，台；pdl该地点地点矿用防爆柴油机车的功率，kw；kdl配风系数，该地点使用1台矿用防爆柴油机车运输时，kdl为1.0。该地点使用2 台矿用防爆柴油机车运输时，kdl为0.75。该地点使用3台及以上矿用防爆柴油机车运输时，kdl为0.50；5.44每千瓦每分钟应供给的最低风量，m3/min；3742 m3/min井下总回风大巷防爆柴油机车使用点的实际过风量。6、矿井总需风量的确定：qra=(qcfqhfqurqrl)kaq =（1068+1688+437+0）1.15 =3672 m3/min式中： qra矿井需要风量, m3 / min；qcf采煤工作面实际需要风量，m3 / min；qhf掘进工作面实际需要风量，m3 / min；qur硐室实际需要风量，m3 / min；qrl其他用风巷道实际需要风量，m3 / min；kaq矿井通风需风系数(抽出式kaq取1.151.20,压入式kaq取1.25-1.30)。各工作地点需要风量表地点名称需要风量(m3/min)备注2202综采面499采煤面2407综采面319采煤面备用工作面250备采面四煤三阶段皮带下山掘进面422掘进面2203回风巷掘进面422掘进面2407回风巷掘进面422掘进面2203进风巷掘进面422掘进面炸药库60硐室中央变电所77硐室井下绞车房60硐室17#采区变电所60硐室综掘移变60硐室消防库60硐室中部水仓60硐室三、矿井通风能力计算1、矿井通风能力核定采用由里向外核算法计算。按照矿井总进风量与矿井各用风地点的需风量计算采掘工作面个数，我矿风井主扇额定最大风量为6300m3/min，除去硐室的用风量后，根据采掘工作面的需风量和合理的采掘比，计算出可以布置2个采煤工作面和4个掘进工作面（4个掘进工作面都是半煤岩）。取当年度每个采掘工作面的计划产量，计算矿井通风能力。2、单个采煤工作面年产量计算：（1） 2202工作面年产量计算 (万吨年)式中： 第i个采煤工作面年产量，万吨/年；第i个采煤工作面平均长度，120m；第i个采煤工作面煤层平均采高，2.0m；第i个采煤工作面的原煤视密度，1.4t/m3；第i个采煤工作面平均日推进度，3.0 m/d；第i个采煤工作面回采率，取95%。（2） 2406工作面年产量计算 (万吨年)式中： 第i个采煤工作面年产量，万吨/年；第i个采煤工作面平均长度，120m；第i个采煤工作面煤层平均采高，1.4m；第i个采煤工作面的原煤视密度，1.4t/m3；第i个采煤工作面平均日推进度，3m/d；第i个采煤工作面回采率，取95%。3、单个掘进工作面年产量计算（1）2203进风巷掘进面年产量计算 (万吨年)式中： 第i个掘进工作面年产量，万吨/年；第i个掘进工作面纯煤面积，二煤半煤半岩巷取=1.53.6=5.4m2；第i个掘进工作面的原煤视密度，1.4t/m3；第i个掘进工作面平均日推进度，5.4m/d。（2） 2203回风巷掘进面年产量计算 (万吨年)式中： 第i个掘进工作面年产量，万吨/年；第i个掘进工作面纯煤面积，二煤半煤半岩巷,取=1.53.6=5.4m2；第i个掘进工作面的原煤视密度，1.4t/m3；第i个掘进工作面平均日推进度，5.4m/d。（3） 2407回风巷掘进面年产量计算 (万吨年)式中： 第i个掘进工作面年产量，万吨/年；第i个掘进工作面纯煤面积，四煤半煤半岩巷取=0.83.6=2.88m2；第i个掘进工作面的原煤视密度，1.4t/m3；第i个掘进工作面平均日推进度，取8m/d。（4）四煤三阶段皮带下山掘进面年产量计算 (万吨年)式中： 第i个掘进工作面年产量，万吨/年；第i个掘进工作面纯煤面积，四煤半煤半岩巷取=0.83.6=2.88 m2；第i个掘进工作面的原煤视密度，1.4t/m3；第i个掘进工作面平均日推进度，取8m/d。4、矿井通风能力计算： (万吨年)四、矿井通风能力验证：1、矿井主要通风机性能能力验证矿井主扇风机现排风量为4343m3/min，负压3200pa，风机特性曲线及工况点见下图。由图可以看出，主扇风机的工况点处在风压特性曲线的合理工作范围之内，运行稳定，且风量能满足生产需要。 2、矿井通风网络能力验证： 矿井采掘工作面通风系统完善、合理，不存在违反规定的串联通风、扩散通风、采空区通风等地点。通风阻力为3200pa，风机总排风量为4343m3/min，等积孔为1.52m2，通风难易程度中等，矿井井下风量分配合理，通风设施齐全，井下巷道、用风地点的风量满足要求，风速符合规定，矿井的通风阻力与主要通风机性能相匹配，通风网络能力能够满足生产需要。3、用风地点有效风量验证：2012年9月，矿井实测总进风量3959m3/min，矿井有效风量3444m3/min，需要风量3672m3/min，矿井内各用风地点的有效风量满足要求，井巷中的风速、风量符合煤矿安全规程的有关规定。各相关地点数据验证情况具体见有效风量验证表矿井用风地点有效风量验证表序号名称地点风量（m3/min）断面（m2）风流速度(m/s)温度()需要风量实测风量是否满足规程规定实际测定是否满足要求规程规定实际测定是否满足要求1矿井总回风主井回风4173是9.9157.03是矿井总进风皮带井进风2145是9.183.93是副井进风1814是4.2387.15是2采煤工作面2202综采面499900是5.460.2542.7